DE102015110350A1 - Adapter for connecting a transmission line to a field device - Google Patents
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Abstract
Es ist ein, insb. in explosionsgefährdeten Bereichen einsetzbarer, druckfester Adapter für einen Anschluss einer Übertragungsleitung (23a, 23b, 23c) an ein Feldgerät beschrieben, mit einer in eine Öffnung in einer Gehäusewand (1) eines Gehäuses des Feldgeräts einsetzbaren Hülse (3), die im eingesetzten Zustand einen zu einem Innenraum des Gehäuses hin offenen und nach außen durch eine Stirnwand (7) der Hülse (3) verschlossenen Innenraum aufweist, einem in die Hülse (3) eingesetzten Einsatz (13), der ein in der Hülse (3) angeordnetes Basiselement (15) und einen durch eine Öffnung in der Stirnwand (7) der Hülse (3) aus der Hülse (3) heraus ragenden Fortsatz (17) umfasst, und dessen Basiselement (15) eine Grundfläche aufweist, die größer als eine Grundfläche der Öffnung in der Stirnwand (7) der Hülse (3) ist, einem an einem aus der Hülse (3) herausragenden Ende des Fortsatzes (17) vorgesehenen Anschlusselement (19a, 19b, 19c) an das die Übertragungsleitung (23a, 23b, 23c) anschließbar ist, mindestens einem durch eine Bohrung im Fortsatz (17) hindurch an einen Anschluss (25a, 25b, 25c) des Anschlusselements (19a, 19b, 19c) angeschlossenen Leiter (27a, 27b, 55), der durch eine an die Bohrung im Fortsatz (17) anschließende zum Innenraum (5) des Gehäuses hin offene Ausnehmung im Basiselement (15) verläuft, und einem Verguss (49), der einen in der Hülse (3) verbleibenden Hohlraum ausfüllt.It is a, particularly in explosion-hazardous areas usable, pressure-resistant adapter for connection of a transmission line (23a, 23b, 23c) described to a field device, with an insertable into an opening in a housing wall (1) of a housing of the field device sleeve (3). in the inserted state has an interior open to an interior of the housing and outwardly closed by an end wall (7) of the sleeve (3) interior, an inserted into the sleeve (3) insert (13) in the sleeve ( 3) arranged base element (15) and a through an opening in the end wall (7) of the sleeve (3) from the sleeve (3) protruding out extension (17), and the base element (15) has a base area which is greater than a base surface of the opening in the end wall (7) of the sleeve (3) is a connection element (19a, 19b, 19c) provided on a protruding end of the extension (17) from the sleeve (3) to which the transmission line (23a, 2 3b, 23c) can be connected, at least one through a bore in the extension (17) through to a terminal (25a, 25b, 25c) of the connecting element (19a, 19b, 19c) connected conductor (27a, 27b, 55) by a to the bore in the extension (17) adjoining the interior (5) of the housing open recess in the base member (15) extends, and a potting (49) which fills a cavity in the sleeve (3) remaining.
Description
Die Erfindung betrifft einen Adapter für den Anschluss einer Übertragungsleitung an ein Feldgerät.The invention relates to an adapter for connecting a transmission line to a field device.
Feldgeräte sind eine Elektronik aufweisende Geräte, die im Feld, insb. in industriellen Anlagen, eingesetzt werden. Hierzu zählen insb. Messgeräte, die eine physikalische Messgröße, z.B. einen Durchfluss, einen Druck oder einen Füllstand, messtechnisch erfassen. Feldgeräte werden z.B. in der industriellen Mess- und Automatisierungstechnik eingesetzt. Dort werden sie unter anderem zur Erfassung von Informationen, insb. von Messwerten und/oder Prozessparametern eingesetzt. Die von einem oder mehreren Feldgeräten erfassten Informationen werden regelmäßig an einen oder mehrere Empfänger übertragen. Die Empfänger sind in der Regel übergeordnete Einheiten, wie z.B. Computer, Steuereinheiten oder Prozessleitsysteme, die die übermittelten Informationen verarbeiten, anzeigen und/oder zur Steuerung und/oder Regelung von Prozessen, wie z.B. industriellen Herstellungs- oder Verarbeitungsverfahren, verwenden. Es gibt aber auch Anwendungen, bei denen Informationen von Feldgerät zu Feldgerät übertragen werden.Field devices are electronics devices that are used in the field, esp. In industrial plants. These include, in particular, measuring instruments which have a physical measurand, e.g. a flow, a pressure or a level, metrologically record. Field devices are e.g. used in industrial measuring and automation technology. There, they are used, among other things, to collect information, in particular of measured values and / or process parameters. The information collected by one or more field devices is regularly transmitted to one or more receivers. The receivers are usually higher-level units, such as e.g. Computer, control units or process control systems that process the transmitted information, display and / or control and / or regulation of processes, such as e.g. industrial manufacturing or processing methods. But there are also applications in which information is transmitted from field device to field device.
Neben der Informationsübertragung vom Feldgerät zum Empfänger ist häufig auch eine Informationsübertragung von einer übergeordneten Einheit zu einem Feldgerät vorgesehen. Hierüber werden z.B. Daten zur Einstellung, Parametrierung und/oder Konfigurierung des Feldgeräts, sowie zur Anpassung des Feldgeräts an von ihm auszuführende Aufgaben, z.B. spezifische Messaufgaben, übertragen.In addition to the information transmission from the field device to the receiver, an information transmission from a higher-level unit to a field device is frequently also provided. This is e.g. Data for setting, parameterizing and / or configuring the field device, as well as for adapting the field device to tasks to be performed by it, e.g. specific measuring tasks, transferred.
Die uni- oder bidirektionale Informationsübertragung zwischen einem Feldgerät und einem Empfänger, z.B. einer übergeordneten Einheit oder einem anderen Feldgerät, erfolgt über eine an eine im Feldgerät integrierte Elektronik anzuschließende Übertragungsleitung, über die die Informationen wiedergebende elektrische Signale übertragen werden. Das im industriellen Einsatz hierzu verwendete Spektrum unterschiedlicher Signalformen reicht von leitungsgebunden übertragbaren analogen oder digitalen Signalen bis hin zu drahtlos übertragbaren hochfrequenten Signalen.The uni- or bidirectional information transfer between a field device and a receiver, e.g. a higher-level unit or another field device, via a to be connected to a device integrated in the field device electronics transmission line over which the information reproducing electrical signals are transmitted. The spectrum of different types of signals used in industrial applications ranges from line-transferable analog or digital signals to wirelessly transferable high-frequency signals.
Zu den analogen Signalformen zählen z.B. in der Industrie häufig als 4–20 mA Signale bezeichnete Signale. Bei dieser Übertragungsform wird ein über die Übertragungsleitung, z.B. eine 2-Draht-Leitung, fließender Signalstrom in Abhängigkeit von einer vom Feldgerät bestimmten Größe, z.B. einer Messgröße, auf Werte zwischen 4 mA und 20 mA geregelt wird.The analog signal forms include e.g. commonly referred to as 4-20 mA signals in the industry. In this transmission form, a signal transmitted via the transmission line, e.g. a 2-wire line, flowing signal current depending on a size determined by the field device, e.g. a measured variable, is regulated to values between 4 mA and 20 mA.
Zu den digitalen Signalformen zählen z.B. über Busleitungen übertragbare digitale Signale, wie sie in Busleitungssystemen, wie z.B. HART, Profibus PA, Profibus DP, Modbus oder Ethernet, zur uni- oder bidirektionalen digitalen Kommunikation verwendet werden.The digital waveforms include e.g. digital signals transferable via bus lines, as used in bus systems, e.g. HART, Profibus PA, Profibus DP, Modbus or Ethernet, can be used for uni- or bidirectional digital communication.
Darüber hinaus werden in zunehmendem Maße auch hochfrequente Signale eingesetzt, wie sie beispielsweise zur drahtlosen Kommunikation über digitale Funk- oder Mobilfunknetze verwendet werden. Für diese Netze haben sich unterschiedliche Übertragungsstandards, wie z.B. Standards für das Global System for Mobile Communication (GSM), Bluetooth, WiFi oder Near Field Communication (NFC) etabliert. In dem Fall ist die an das Feldgerät anzuschließende Übertragungsleitung eine Koaxialleitung einer Antenne, über die diese Signale drahtlos gesendet und/oder empfangen werden.In addition, increasingly high-frequency signals are used, as used for example for wireless communication via digital radio or mobile networks. For these networks, different transmission standards, such as e.g. Standards for the Global System for Mobile Communication (GSM), Bluetooth, WiFi or Near Field Communication (NFC) established. In that case, the transmission line to be connected to the field device is a coaxial line of an antenna via which these signals are wirelessly transmitted and / or received.
Sowohl zur leitungsgebundenen als auch zur drahtlosen Informationsübertragung ist jeweils ein Adapter erforderlich, über den die innerhalb des Gehäuses des Feldgeräts angeordnete Elektronik an eine außerhalb des Gehäuses befindliche Übertragungsleitung angeschlossen werden kann. Der Adapter muss mindestens eine Durchführung aufweisen, über die die Leiter der Übertragungsleitung durch eine Öffnung in einer Gehäusewand des Gehäuses des Feldgeräts hindurch geführt werden.For both wired and wireless information transmission in each case an adapter is required, via which the electronics disposed within the housing of the field device electronics can be connected to a transmission line located outside of the housing. The adapter must have at least one passage through which the conductors of the transmission line are passed through an opening in a housing wall of the housing of the field device.
Dabei werden an in explosionsgefährdeten Bereichen einsetzbare Feldgeräte besondere Sicherheitsanforderungen gestellt. Diese haben das Ziel eine Funkenbildung im Feldgerät zu vermeiden, oder zu verhindern, dass ein im Inneren des Feldgeräts entstehender Funke Auswirkungen auf die Umgebung hat. Dieses Ziel ist auf verschiedene Arten, die in entsprechenden Europäischen Normen als Zündschutzklassen bezeichnet sind, erreichbar. Eine unter der Bezeichnung ‘Druckfeste Kapselung’ (Ex-d) geführte Schutzklasse sieht vor, dass die Geräte ein druckfestes Gehäuse aufweisen, das sicherstellt, dass eine im Inneren des Gehäuses entstehender Funke, der möglicherweise sogar eine Explosion im Inneren des Feldgeräts auslöst, keine Zündung eines außerhalb des Feldgerät befindlichen explosiven Mediums bewirken kann.Special field safety requirements are set for field devices that can be used in potentially explosive areas. These have the goal of avoiding sparking in the field device or to prevent a spark generated inside the field device from having an impact on the environment. This objective can be achieved in various ways, which are designated as ignition protection classes in corresponding European standards. A class of protection known as 'Flameproof Enclosure' (Ex-d) provides that the units have a pressure-resistant enclosure that ensures that any spark generated inside the enclosure that may even cause an explosion inside the field unit Ignition of an explosive medium located outside of the field device can cause.
Zur Erzielung einer druckfesten Kapselung müssen auch durch die Gehäusewand dieser Geräte verlaufende Durchführungen entsprechend ausgebildet sein. Hierzu werden heute z.B. druckfeste Glas oder Keramik-Durchführungen eingesetzt. Diese umfassen regelmäßig einen metallischen Träger, der eine durchgehende Bohrung aufweist. In die Bohrung ist eine Füllung aus Glas bzw. Keramik eingesetzt, in der mindestens ein Leiter durch die Bohrung hindurch verläuft. Bei diesen Durchführungen ist die Füllung bei einer Explosion im Inneren des Gehäuses unmittelbar dem Explosionsdruck ausgesetzt. Entsprechend muss die Verbindung zwischen der äußeren Mantelfläche der Füllung und der Innenwand der Bohrung ausreichend stabil sein, um dem Explosionsdruck standhalten zu können. Die Herstellung dieser Durchführungen ist daher vergleichsweise aufwendig und teuer. Außerdem sind die Materialkombinationen von Füllung, Leiter und Träger, zwischen denen in ausreichendem Maße druckfeste Verbindungen erzeugt werden können, begrenzt. Darüber hinaus besteht bei diesen Durchführungen das Problem, dass die als Füllung verwendbaren Materialien in der Regel harte und/oder spröde Werkstoffe sind, die einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten aufweisen, der sich deutlich von dem thermischen Ausdehnungskoeffizienten der die Füllung außenseitlich umschließenden metallischen Träger unterscheidet. Aufgrund der unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten bilden sich in diesen Durchführungen von der Umgebungstemperatur abhängige thermomechanische Spannungen aus. Dabei besteht insb. bei starken Temperaturveränderungen oder extrem hohen oder niedrigen Umgebungstemperaturen die Gefahr, dass Spannungsrisse in der Füllung entstehen, die die Dichtheit und die Druckfestigkeit dieser Durchführungen beeinträchtigen können.To achieve a flameproof enclosure must also be formed by the housing wall of these devices extending bushings. For example, pressure-resistant glass or ceramic bushings are used today. These regularly include a metallic support having a through bore. In the hole, a filling of glass or ceramic is used in which at least one conductor passes through the bore. In these bushings, the filling is in the event of an explosion inside the housing immediately exposed to the explosion pressure. Accordingly, the connection between the outer surface of the filling and the inner wall of the bore must be sufficiently stable in order to withstand the explosion pressure can. The preparation of these bushings is therefore relatively complicated and expensive. In addition, the material combinations of filling, conductor and carrier, between which sufficient pressure-resistant connections can be generated, limited. Moreover, these bushings have the problem that the materials which can be used as filling are generally hard and / or brittle materials which have a coefficient of thermal expansion which differs markedly from the thermal expansion coefficient of the metallic carrier enclosing the filling on the outside. Due to the different coefficients of expansion, thermomechanical stresses that are dependent on the ambient temperature form in these bushings. Especially in the case of severe temperature changes or extremely high or low ambient temperatures, there is a risk that stress cracks in the filling will occur, which may impair the tightness and pressure resistance of these bushings.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, einen insb. in explosionsgefährdeten Bereichen einsetzbaren, druckfesten Adapter für den Anschluss einer Übertragungsleitung an ein Feldgerät anzugeben, der die Nachteile des vorgenannten Standes der Technik überwindet.It is an object of the invention to specify a pressure-resistant adapter that can be used, in particular, in potentially explosive atmospheres for connecting a transmission line to a field device, which overcomes the disadvantages of the aforementioned prior art.
Hierzu umfasst die Erfindung einen Adapter für einen Anschluss einer Übertragungsleitung an ein Feldgerät, mit
- – einer in eine Öffnung in einer Gehäusewand eines Gehäuses des Feldgeräts einsetzbaren Hülse, die im eingesetzten Zustand einen zu einem Innenraum des Gehäuses hin offenen und nach außen durch eine Stirnwand der Hülse verschlossenen Innenraum aufweist,
- – einem in die Hülse eingesetzten Einsatz, der ein in der Hülse angeordnetes Basiselement und einen durch eine Öffnung in der Stirnwand der Hülse aus der Hülse heraus ragenden Fortsatz umfasst und dessen Basiselement eine Grundfläche aufweist, die größer als eine Grundfläche der Öffnung in der Stirnwand der Hülse ist,
- – einem an einem aus der Hülse herausragenden Ende des Fortsatzes vorgesehenen Anschlusselement, an das die Übertragungsleitung anschließbar ist,
- – mindestens einem durch eine Bohrung im Fortsatz hindurch an einen Anschluss des Anschlusselements angeschlossenen Leiter, der durch eine an die Bohrung anschließende zum Innenraum des Gehäuses hin offene Ausnehmung im Basiselement verläuft, und
- – einem Verguss, der einen in der Hülse verbleibenden Hohlraum ausfüllt.
- A sleeve which can be inserted into an opening in a housing wall of a housing of the field device and, when inserted, has an interior which is open towards an interior of the housing and is closed to the outside by an end wall of the sleeve,
- An insert inserted into the sleeve comprising a base member disposed in the sleeve and an extension projecting out of the sleeve through an opening in the end wall of the sleeve and the base member having a base larger than a base of the opening in the end wall of the sleeve Sleeve is,
- A connecting element provided on an end of the extension projecting from the sleeve, to which the transmission line can be connected,
- - At least one conductor connected through a bore in the extension to a terminal of the connection element, which extends through an adjoining the bore to the interior of the housing open towards recess in the base element, and
- - A potting, which fills a cavity remaining in the sleeve.
Eine Ausgestaltung umfasst einen erfindungsgemäßen Adapter, bei dem
- – die Hülse aus einem druckfesten Material, insb. aus einem Metall, insb. aus Aluminium, Feinguss oder Edelstahl, besteht, und über eine druckfeste mechanische Verbindung, insb. eine Schraubverbindung oder eine Schweißung, mit der Gehäusewand des Feldgeräts verbindbar ist, und/oder
- – der Verguss aus einem Epoxid-Harz oder aus Silikon besteht.
- - The sleeve of a pressure-resistant material, esp. Of a metal, esp. Of aluminum, investment casting or stainless steel, consists, and via a pressure-resistant mechanical connection, esp. A screw or a weld, with the housing wall of the field device is connectable, and / or
- - The casting of an epoxy resin or silicone.
Eine erste Weiterbildung umfasst einen erfindungsgemäßen Adapter, bei dem
- – eine in den Adapter, insb. in den Einsatz, eingesetzte Leiterplatte vorgesehen ist,
- – die Leiterplatte mit Leiterbahnen ausgestattet ist, und
- – jeder der Leiter über eine der Leiterbahnen mit einem zugehörigen Anschluss verbunden ist, über den der jeweilige Leiter an eine Elektronik des Feldgeräts anschließbar ist.
- A circuit board is provided in the adapter, especially in the insert,
- - The circuit board is equipped with conductor tracks, and
- - Each of the conductors is connected via one of the conductor tracks to an associated terminal, via which the respective conductor can be connected to an electronics of the field device.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der ersten Weiterbildung verlaufen die Leiterbahnen in der Leiterplatte.According to a preferred embodiment of the first development, the conductor tracks run in the printed circuit board.
Eine weitere Ausgestaltung der ersten Weiterbildung umfasst einen Adapter, bei dem
- – die Leiterplatte im Adapter derart angeordnet ist, dass sie parallel zur Längsachse der Hülse durch den Adapter verläuft, wobei eine Flächennormale auf die Leiterplattenfläche senkrecht zur Längsachse der Hülse verläuft, und/oder
- – die Leiterplatte einen in das Basiselement eingesetzten ersten Abschnitt und einen daran anschließenden durch die Hülse hindurch führenden zweiten Abschnitt umfasst.
- - The circuit board is arranged in the adapter such that it extends parallel to the longitudinal axis of the sleeve through the adapter, wherein a surface normal to the circuit board surface perpendicular to the longitudinal axis of the sleeve, and / or
- - The circuit board comprises a first portion inserted into the base member and an adjoining passing through the sleeve second portion.
Eine Weiterbildung der letztgenannten Ausgestaltung umfasst einen Adapter, bei dem die Leiterplatte zwei auf einander gegenüberliegenden Außenseiten des Basiselements verlaufende, insb. stegförmige, Leiterplattensegmente umfasst, die mit dem zweiten Abschnitt der Leiterplatte verbunden sind und die jeweils durch einen durch die Leiterplatte verlaufenden, ein Wandsegment des Basiselements aufnehmenden Schlitz von dem in das Basiselement eingesetzten ersten Abschnitt getrennt sind.A further development of the latter embodiment comprises an adapter in which the printed circuit board comprises two, on opposite outer sides of the base member extending, esp. Web-shaped circuit board segments which are connected to the second portion of the circuit board and each extending through a through the circuit board, a wall segment the base member receiving slot are separated from the first portion inserted into the base member.
Gemäß einer Weiterbildung der ersten Weiterbildung ist eine Befestigungsvorrichtung vorgesehen, durch die das Basiselement und die darin eingesetzte Leiterplatte in der Hülse fixiert sind, insb. eine Befestigungsvorrichtung, die zu auf beiden Seiten der Leiterplatte senkrecht zur Längsachse des Adapters vorstehende Leiterplattenvorsprünge und einen in eine Nut in der Hülse eingespannten Klemmring umfasst, wobei der Klemmring auf der von der Stirnwand der Hülse abgewandten Seite der Leiterplattenvorsprünge angeordnet ist.According to a development of the first development, a fastening device is provided, by means of which the base element and the printed circuit board inserted therein are fixed in the sleeve, esp. A fastening device which is perpendicular to the longitudinal axis of both sides of the printed circuit board Adapters protruding printed circuit board protrusions and a clamped in a groove in the sleeve clamping ring, wherein the clamping ring is arranged on the side facing away from the end wall of the sleeve side of the printed circuit board protrusions.
Eine erste Variante umfasst einen erfindungsgemäßen Adapter, bei dem
- – die Übertragungsleitung eine mindestens einen Leiter umfassende Leitung, insb. eine zwei Leiter umfassende 2-Draht-Leitung oder eine mehradrige Busleitung, ist, und
- – für jeden Leiter der Übertragungsleitung eine durch die Bohrung im Fortsatz hindurch an einen der Anschlüsse des Anschlusselements des Adapters angeschlossener Leiter, der durch die an die Bohrung im Fortsatz anschließende Ausnehmung im Basiselement verläuft.
- - The transmission line is a line comprising at least one conductor, esp. A two-wire 2-wire line or a multi-core bus line, and,
- - For each conductor of the transmission line through the bore in the extension through to one of the terminals of the connection element of the adapter connected conductor which extends through the adjoining the bore in the extension recess in the base element.
Eine zweite Variante umfasst einen erfindungsgemäßen Adapter, bei dem
- – die Übertragungsleitung eine einen Innenleiter und einen Außenleiter umfassende Koaxialleitung, insb. eine Koaxialleitung einer an das Feldgerät anschließbaren Antenne ist,
- – die Anschlüsse des Anschlusselements einen Anschluss für den Innenleiter und einen Anschluss für den Außenleiter umfassen,
- – der Anschluss für den Innenleiter durch die Bohrung im Fortsatz hindurch an den durch die Ausnehmung im Basiselemente verlaufenden Leiter angeschlossen ist,
- – der Einsatz aus einem elektrisch leitfähigen Material, insb. aus Messing oder Aluminium, besteht,
- – der Einsatz einen mit dem Anschluss für den Außenleiter verbundenen Außenleiter bildet, und
- – der Einsatz gegenüber dem Leiter und der Hülse elektrisch isoliert ist.
- The transmission line is a coaxial line comprising an inner conductor and an outer conductor, in particular a coaxial line of an antenna which can be connected to the field device,
- The terminals of the connection element comprise a connection for the inner conductor and a connection for the outer conductor,
- The connection for the inner conductor is connected through the bore in the extension to the conductor extending through the recess in the base element,
- The insert consists of an electrically conductive material, in particular of brass or aluminum,
- The insert forms an outer conductor connected to the outer conductor terminal, and
- - The insert is electrically isolated from the conductor and the sleeve.
Eine Weiterbildung des erfindungsgemäßen Adapters gemäß der ersten Weiterbildung und der zweiten Variante umfasst einen Adapter, bei dem
- – das mit dem Anschluss für den Außenleiter verbundene Basiselement über eine in der Leiterplatte verlaufende Leiterbahn mit einem zugehörigen Anschluss verbunden ist, und
- – die Leiterbahn, die den mit dem Anschluss für den Innenleiter verbundenen Leiter mit dem zugehörigen Anschluss verbindet, in der Leiterplatte verläuft.
- - The connected to the terminal for the outer conductor base element is connected via a conductor extending in the circuit board having an associated terminal, and
- - The trace, which connects the conductor connected to the connection for the inner conductor with the associated connection, runs in the circuit board.
Eine Ausgestaltung der letztgenannten Weiterbildung umfasst einen Adapter, bei dem das Basiselement über eine Verbindungsleitung, insb. eine auf einer Außenseite des Basiselements verlaufende Verbindungsleitung, mit der zugehörigen Leiterbahn der Leiterplatte verbunden ist.An embodiment of the last-mentioned further development comprises an adapter in which the base element is connected to the associated conductor track of the printed circuit board via a connecting line, in particular a connecting line running on an outer side of the base element.
Eine zweite Weiterbildung umfasst einen Adapter, bei dem Einsatz und Hülse elektrisch gegeneinander isoliert sind.A second development comprises an adapter in which insert and sleeve are electrically insulated from each other.
Eine Weiterbildung der letztgenannten Weiterbildung umfasst einen Adapter, bei dem
- – das Basiselement außenseitlich von einem mit dem Verguss gefüllten Spalt umgeben ist, und
- – zwischen der Hülse und dem Einsatz ein Isolator vorgesehen, der die Stirnwand der Hülse gegenüber der Stirnwand des Basiselements isoliert und den durch die Öffnung in der Stirnwand in der Hülse verlaufenden Fortsatz gegenüber der die Öffnung umgebenden Stirnwand isoliert,
- – insb. ein Isolator, der einen zwischen der Stirnwand der Hülse und der Stirnwand des Basiselements angeordneten ringscheibenförmigen ersten Isolator-Bereich und und einen daran anschließenden den Fortsatz außenseitlich allseitig umschließenden zweiten Isolator-Bereich umfasst,
- – insb. ein Isolator aus einem druckfesten Material oder ein Isolator dessen ersten Isolator-Bereich aus einem druckfesten Material besteht, insb. aus Keramik, einem druckfesten Kunststoff oder einem Leiterplattenbasismaterial, insb. mit Expoxidharz getränkten Glasfasermatten.
- - The base element is surrounded on the outside by a gap filled with the potting, and
- - Insulator provided between the sleeve and the insert, which isolates the end wall of the sleeve relative to the end wall of the base member and the extending through the opening in the end wall in the sleeve extension with respect to the opening surrounding the end wall,
- - esp. An insulator comprising a arranged between the end wall of the sleeve and the end wall of the base element annular disk-shaped first insulator region and an adjoining the extension on the outside on all sides enclosing second insulator region,
- - Specifically, an insulator made of a pressure-resistant material or an insulator whose first insulator region consists of a pressure-resistant material, esp. Made of ceramic, a pressure-resistant plastic or a printed circuit board base material, especially with epoxy resin impregnated glass fiber mats.
Gemäß einer weiteren Weiterbildung ist die mit dem Verguss gefüllte Hülse als Flammendurchschlagsperre ausgebildet.According to a further development, the filled with the potting sleeve is designed as a flame trap.
Weiter umfasst die Erfindung ein Feldgerät mit einem erfindungsgemäßen Adapter und einer über den Adapter an eine Übertragungsleitung anschließbaren Elektronik.Furthermore, the invention comprises a field device with an adapter according to the invention and an electronics which can be connected via the adapter to a transmission line.
Erfindungsgemäße Adapter bieten des Vorteil, dass die Druckfestigkeit gegenüber einem im Inneren des Feldgerät möglicherweise auftretenden Explosionsdrucks durch die Abstützung des Basiselements des Einsatzes auf der Stirnwand der Hülse bewirkt wird. Im Unterschied zu den eingangs erwähnten druckfesten Glas- oder Keramik Durchführungen ist bei erfindungsgemäßen Adaptern daher keine druckfeste Verbindung zwischen dem Verguss und den den Verguss Komponenten des Adapters erforderlich.Adapters according to the invention have the advantage that the pressure resistance is brought about against the explosion pressure possibly occurring inside the field device by the support of the base element of the insert on the end wall of the sleeve. In contrast to the above-mentioned pressure-resistant glass or ceramic bushings therefore no pressure-resistant connection between the potting and the potting components of the adapter is required in adapters according to the invention.
Das bietet den Vorteil, dass der Verguss aus einem im Vergleich zu Glas oder Keramik deutlich elastischeren Material bestehen kann, dass in der Lage ist durch unterschiedliche thermische Ausdehnungskoeffizienten der Komponenten des Adapters entstehende thermomechanische Spannungen aufzunehmen. Hierdurch werden Spannungsrisse im Verguss vermieden, so das erfindungsgemäße Adapter in einem größeren Temperaturbereich eingesetzt werden können, als herkömmliche Durchführungen. Dabei kann die mit dem Verguss gefüllte Hülse als über einen entsprechend großen Temperaturbereich zuverlässige Flammendurchschlagsperre ausgebildet werden.This offers the advantage that the encapsulation can consist of a material that is significantly more elastic in comparison to glass or ceramics, that is able to absorb thermo-mechanical stresses arising from different thermal expansion coefficients of the components of the adapter. As a result, stress cracks in the encapsulation are avoided, so the adapter according to the invention can be used in a wider temperature range, than conventional bushings. It can be filled with the potting sleeve than a correspondingly large Temperature range reliable flame arrester are formed.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass erfindungsgemäße Adapter aufgrund der einfach aufgebauten Komponenten, für deren Zusammenbau keine speziellen Fügeverfahren benötigt werden, auf einfache und kostengünstige Weise hergestellt werden kann.A further advantage is that adapters according to the invention can be produced in a simple and cost-effective manner due to the simply constructed components, for the assembly of which no special joining methods are required.
Die Erfindung und weitere Vorteile werden nun anhand der Figuren der Zeichnung, in denen drei Ausführungsbeispiele dargestellt sind, näher erläutert; gleiche Teile sind in den Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen.The invention and further advantages will now be explained in more detail with reference to the figures of the drawing, in which three embodiments are shown; like parts are provided in the figures with the same reference numerals.
Zusätzlich umfasst der Adapter
An dem aus der Öffnung in der Stirnwand
Zusätzlich umfasst der Adapter mindestens einen durch eine Bohrung im Fortsatz
In dem in
Zusätzlich umfasst der Adapter Anschlüsse
Grundsätzlich wäre es möglich, die Leiter
Der Anschluss der Leiter
Die Leiterplatte
Die Leiterplatte
Zusätzlich umfasst der Adapter eine Befestigungsvorrichtung, durch die das Basiselement
Bei erfindungsgemäßen Adaptern ist ein im Innenraum der Hülse
Die mit Verguss
Durch die Kombination der druckfesten Abstützung des Basiselements
Im Unterschied zu den eingangs erwähnten druckfesten Glas- oder Keramik Durchführungen ist bei erfindungsgemäßen Adaptern keine druckfeste Verbindung zwischen dem Verguss
Das bietet den Vorteil, dass der Verguss
Auch bei dieser Variante wäre es grundsätzlich möglich Innen- und Außenleiter der anzuschließenden Koaxialleitung durch die Bohrung im Fortsatz
Vorzugsweise wird hier jedoch ein anderer Weg eingeschlagen. Dabei wird der Einsatz
Diese Variante kann extrem kostengünstig hergestellt werden, indem ein handelsübliches Anschlusselement für den Anschluss von Koaxialleitungen, wie z.B. ein SMA- oder F-Steckverbinder auf dem Basiselement
Einsatz
Eine Isolation zwischen Einsatz
Die Isolation bietet den Vorteil, dass sie eine Potentialtrennung zwischen dem Potential des Einsatzes
Bei dem in
Die Leiterbahnen
Entsprechend können mit dem erfindungsgemäßen Adapter ohne Weiteres Signale übertragen werden, die Frequenzen aufweisen, wie sie in Verbindung mit den eingangs genannten Übertragungsstandards, Global System for Mobile Communication (GSM), Bluetooth, WiFi, oder Near Field Communication (NFC) verwendet werden. Diese Übertragungsstandards verwenden je nach Standard Frequenzbereiche im Bereich von einigen Hundert Mega-Herz-Bereich bis zu Frequenzbereichen im Bereich einem oder zwei Giga-Herz. Dabei ist die Datenübertragungsrate in der Regel umso höher, je höher die zur Übertragung verwendeten Frequenzen sind.Accordingly, with the adapter according to the invention, signals having frequencies which are used in conjunction with the transmission standards mentioned above, Global System for Mobile Communication (GSM), Bluetooth, WiFi, or Near Field Communication (NFC) can be readily transmitted. Depending on the standard, these transmission standards use frequency ranges ranging from a few hundred mega-heart ranges to frequency ranges in the range of one or two gig-hearts. The data transmission rate is generally higher, the higher the frequencies used for transmission.
Durch geeignete Wahl der Werkstoffe von Leiterplatte
Die – auch hier z.B. als Anschlusskontakt, Stecker oder Steckverbinder ausgebildeten – Anschlüsse
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Gehäusewand housing wall
- 33
- Hülse shell
- 55
- Innenraum des Gehäuses Interior of the housing
- 77
- Stirnwand der Hülse End wall of the sleeve
- 99
- Schraubenstift screw pin
- 1111
- Schraubenkopf screw head
- 1313
- Einsatz commitment
- 1515
- Basiselement base element
- 1717
- Fortsatz extension
- 1919
- Anschlusselement connecting element
- 2121
- Anschlusselement connecting element
- 2323
- Übertragungsleitung transmission line
- 2525
- Anschlusskontakt connection contact
- 2727
- Leiter ladder
- 2929
- Anschlüsse connections
- 3131
- Elektronik electronics
- 3333
- Leiterplatte circuit board
- 3535
- Leitung management
- 3737
- Abschnitt der Leiterplatte Section of the circuit board
- 3939
- Abschnitt der Leiterplatte Section of the circuit board
- 4141
- stegförmiges Leiterplattensegment web-shaped printed circuit board segment
- 4343
- Nut groove
- 4545
- Klemmring clamping ring
- 4747
- Leiterplattenvorsprung PCB lead
- 4949
- Verguss grouting
- 5151
- Antenne antenna
- 53 53
- Überwurfmutter Nut
- 5555
- Leiter ladder
- 5757
- Isolator insulator
- 5959
- Verbindungsleitung connecting line
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature
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